2.Химическая связь

ГБОУ ВПО КРАСНОЯРСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. ПРОФ. В.Ф.
ВОЙНО-ЯСЕНЕЦКОГО МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
Лекция № 2
Химическая связь
Типы химической связи
2015г.
Автор Ростовцева Л.В., 2006 г.
Химическая связь.
Типы химической связи

План лекции
1.
Химическая связь. Классификация химической
связи
Ионная связь
Ковалентная связь
Металлическая связь
Водородная связь
2.
3.
4.
5.
Химическая связь
Взаимодействие между атомами,
приводящее к образованию
устойчивой многоатомной системы –
молекулы, иона, радикала, кристалла
Причины образования химической связи
стремление системы к минимуму энергии
большинство атомов стремятся приобрести устойчивую
электронную конфигурацию, как в атомах инертных
газов.
Причины образования химической связи
стремление системы к минимуму энергии
большинство атомов стремятся приобрести устойчивую
электронную конфигурацию, при которой на внешнем
электронном слое будет находится 8 электронов
Основные типы химической связи
ионная
ковалентная
полярная
металлическая
неполярная
водородная
Типы химической связи
Для характеристики типа химической связи учитывают
электроотрицательность элементов (ЭО)
Электроотрицательность элемента (ЭО) характеризует
способность его атомов притягивать к себе электроны,
которые участвуют в образовании химических связей
с другими атомами в молекуле
Изменение электроотрицательности
Ионная связь
Возникает за счет электростатического
притяжения разноименно заряженных
частиц (ионов)
Ионная связь
Возникает между атомами, имеющими большую
разность электроотрицательности; Δ ЭО > 1,7
Образуется между атомами наиболее активных
металлов и неметаллов;
При образовании ионной связи атом металла отдает
свои электроны атому неметалла, при этом каждый
из атомов получает завершенный энергетический
уровень
Таблица «Электроотрецательности элементов»
Периодическая система химических
элементов Д.И. Менделеева
Схема образования ионной связи
Li
+3
))
- 1ē
2 1
F
+9
2
))
+ 1ē
→ [ F ) ) ]2 8
2 7
Li ∙
→ [ Li ) ) ]+
+
¨ → Li+ [:F:]
¨ ∙ F:
¨
¨
Ионные кристаллические решетки
Физические свойства:
твердость
тугоплавкость
хрупкость
нелетучесть
могут растворятся в воде
раствор и расплав проводят
электрический ток
Ковалентная связь
Гильберт Ньютон Льюис
1916г.
Ковалентная связь
Связь между атомами, возникающая за счёт
образования общих электронных пар
Н •• Н
Виды ковалентной связи
ковалентная связь
полярная
неполярная
Атомы неметаллов
обладают разной
электроотрицательностью
Атомы неметаллов
обладают одинаковой
электроотрицательностью
Δ ЭО < 1,7
Δ ЭО = 0
Периодическая система химических
элементов Д.И. Менделеева
Способы образования ковалентной связи
по обменному механизму
Каждый атом предоставляет в общую электронную пару
один неспаренный электрон
по донорно – акцепторному механизму
Один атом предоставляет электронную пару (донор),
а другой - пустую орбиталь (акцептор)
Схема образования ковалентной связи
по обменному механизму
Н
+1
)
1
Н·
Cl
+
·Н → Н : Н
)))
+17
2 8 7
:
:
:
:
•
:
+
:
•
:
:
: Cl
Cl : → : Cl : Cl :
Ковалентная
неполярная
связь
Схема образования ковалентной связи
по обменному механизму
δ+
¨ : → Н : Cl
¨:
Н • + • Cl
¨
¨
H
•
Ковалентная
полярная связь
→
N
••
H
••
•
H
H
δ-
N
↓
••
H
δ+
→
+ 3
••
:N •
Н → Cl
↑
•
δ-
δ+
H
δ+
H
Схема образования ковалентной связи
по донорно-акцепторному механизму
Н
+1
1s1
↑
- 1ē
→ Н+
1s
0
Атом, предоставляющий пустую орбиталь - акцептор
H
│
: N─ Н
│
H
Атом, предоставляющий неподеленную электронную
пару - донор
Схема образования ковалентной связи
по донорно-акцепторному механизму
Донорно-акцепторная связь образуется в результате
перекрывания орбитали с неподеленной электронной
парой атома – донора и свободной орбитали атома акцептора.
Н+
+
:
NН3 → [H
:
NH3]+
NH4+
ион аммония
Ковалентная связь
Число общих электронных пар равно числу связей
между атомами, или кратности связи
По кратности ковалентная связь бывает
простая
(одинарная)
двойная
Н─Н
Cl ─ Cl
Н ─ Cl
Н2С ═ СН2
О О
тройная
НС ≡ СН
N≡ N
═
Простая (одинарная) связь
Образуется за счет перекрывания электронных облаков
на линии, соединяющей центры атомов.
Такая связь обозначается буквой σ (сигма – связь)
σ s-s-связь
Н2
σ p-p-связь
Cl2
σ s-p-связь
HCl
Двойная и тройная связь
Содержат σ и π – связи.
π – связи образуются за счет бокового перекрывания
p и d облаков.
π p-p-связь
Тройная связь содержит одну σ и две π – связи.
Двойная связь содержит одну σ и одну π – связи.
Атомные кристаллические решетки
Физические свойства:
высокая твердость
тугоплавкость
нелетучесть
хрупкость
нерастворимость в воде
расплав не проводит электрический
ток
Молекулярные кристаллические решетки
Физические свойства:
небольшая твердость
легкоплавкость
летучесть
хрупкость
некоторые могут растворятся
в воде
раствор и расплав электрического
тока не проводят
Металлическая связь
Атомы металлов более или менее легко отдают
электроны внешнего энергетического уровня,
вследствие чего превращаются в положительно
заряженные ионы
Ме0
- nē
+n
Me
→
+
nē
Металлическая связь
Связь между всеми положительно заряженными
ионами металлов и свободными электронами
в кристаллической решетке металлов
+
•е
+
-
+
• е-
+
• е• е• е-
+
•е- •е-
+
Металлические кристаллические решетки
Физические свойства:
твердость (искл.Hg)
металлический блеск
тепло - и электропроводность
пластичность
ковкость
Водородная связь
Возникает за счет электростатического притяжения
между положительно поляризованными атомами
водорода одной молекулы (или её части)
и отрицательно поляризованными атомами,
имеющими неподеленные электронные пары
(F, N, O) другой молекулы или её части
R ─ Hδ+ ······· Эδ- ─ R'
Виды водородной связи
межмолекулярная
внутримолекулярная
Схема образования водородной связи
Н
δ+
Н
│
О
─
δ+
─
δ-
δ-
F ······· H
δ+
δ-
О ······· Н
│
О
─
δ+
─
δ-
δ+
δ-
δ+
δ-
F ······· H ─ F
О
δ
- ·······
δ-
Межмолекулярная
водородная связь
Н
│
О
─
δ-
О
Схема образования водородной связи
Вторичная структура
белка
Внутримолекулярная
водородная связь
Проверьте себя!
Для ковалентной связи характерно образование
ионов
общих электронных пар
свободных электронов
Проверьте себя!
Ионная связь образуется между атомами
металла и неметалла
неметаллов
металлов
Проверьте себя!
Укажите тип связи в молекуле HCl
ионная
водородная
ковалентная
Проверьте себя!
Ковалентная полярная связь в молекуле
NH3
O2
NaF
Проверьте себя!
Тип кристаллической решетки хлорида натрия NaCl
ионная
молекулярная
металлическая
Литература
1. Ерохин Ю.Н. «Химия», Москва, «Академия»,
2001г., глава 3, § 1
2. Егоров А.С. «Химия», Феникс, Ростов-на-Дону,
1999г., раздел 3, § 3.7 – 3.9